Ökologische, energetische und ökonomische Bewertung des Heizsystems Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizsystemen

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1 Ökologische, energetische und ökonomische Bewertung des Heizsystems Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizsystemen Dipl.-Volksw. Sebastian Goers i Mag. a Christina Friedl i Mag. Dr. Robert Tichler i Elisabeth Greibl i DI Dr. Horst Steinmüller ii Linz, August 2009 i Dipl.-Volksw. Sebastian Goers (goers@energieinstitut-linz.at), Mag. a Christina Friedl (friedl@energieinstitutlinz.at) und Mag. Dr. Robert Tichler (tichler@energieinstitut-linz.at) sind wissenschaftliche Mitarbeiter der Abteilung Energiewirtschaft der Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz GmbH, Altenbergerstr. 69, 4040 Linz Austria. Elisabeth Greibl (greibl@energieinstitut-linz.at) arbeitet als Projektassistentin an der Johannes Kepler Universität Linz GmbH, Altenbergerstr. 69, 4040 Linz Austria. ii DI Dr. Horst Steinmüller (steinmueller@energieinstitut-linz.at) ist Geschäftsführer und Leiter der Abteilung Energietechnik der Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz GmbH, Altenbergerstr. 69, 4040 Linz, Austria.

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Ziel und Aufbau der Studie Definition der betrachteten Szenarien Festlegung der technischen und ökonomischen Basisdaten Jahresgesamtkostenvergleich der Heizsysteme Verbrauchssegment Raumwärme Neubau-Szenario Sanierter Altbau-Szenario Verbrauchssegment Warmwasser Kombination der Verbrauchsegmente Raumwärme und Warmwasser Neubau-Szenario Raumwärme und Warmwasseraufbereitung durch Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser- und Erdreichwasser-Wärmepumpe Warmwasseraufbereitung durch Elektroboiler Warmwasseraufbereitung durch Brauchwasser-Wärmepumpe Warmwasseraufbereitung durch Solarthermie Sanierter Altbau-Szenario Raumwärme und Warmwasseraufbereitung durch Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe Warmwasseraufbereitung durch Elektroboiler Warmwasseraufbereitung durch Brauchwasser-Wärmepumpe Warmwasseraufbereitung durch Solarthermie Quantifizierung der Schadstoffemissionen Definition der Rahmenbedingungen bei der Anwendung von Allgemeines Definierte Rahmenbedingungen zur Anwendung von Verbrauchssegment Raumwärme Neubau-Szenario CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Sanierter Altbau - Szenario CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Sensitivitätsanalyse: Sanierter Altbau - Szenario (EU-Strommix) CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Zusammenfassende Betrachtung im Verbrauchssegment Raumwärme Verbrauchssegment Warmwasser CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Zusammenfassende Betrachtung im Verbrauchssegment Warmwasser Kombination der Verbrauchssegmente Raumwärme und Warmwasser Neubau-Szenario

3 Raumwärme und Warmwasseraufbereitung durch Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht und Pellets CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Kombination von Heizsystemen zur Raumwärme mit System Elektroboiler zur Warmwasseraufbereitung CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Kombination von Heizsystemen zur Raumwärme mit System Brauchwasser-Wärmepumpe zur Warmwasseraufbereitung CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Kombination von Heizsystemen zur Raumwärme mit System Solarthermie zur Warmwasseraufbereitung CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Sanierter Altbau-Szenario Raumwärme und Warmwasseraufbereitung durch Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht und Pellets CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Kombination von Heizsystemen zur Raumwärme mit System Elektroboiler zur Warmwasseraufbereitung CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Kombination von Heizsystemen zur Raumwärme mit System Brauchwasser-Wärmepumpe zur Warmwasseraufbereitung CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Kombination von Heizsystemen zur Raumwärme mit System Solarthermie zur Warmwasseraufbereitung CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO X -Emissionen Zusammenfassende Betrachtung der Kombinationen der Systeme zur Raumwärme und Warmwasseraufbereitung für die Szenarien Neubau und sanierter Altbau

4 4 Quantifizierung der Vermeidungskosten Anmerkungen zur Interpretation und Methodik zur Erhebung von Vermeidungskosten Verbrauchssegment Raumwärme - Neubau- und sanierter Altbau-Szenario Neubau-Szenario Sanierter Altbau-Szenario Sensitivitätsanalyse: Sanierter Altbau - Szenario (EU-Strommix) Verbrauchssegment Warmwasser Kombination der Verbrauchsegmente Raumwärme und Warmwasser Neubauund sanierter Altbau-Szenario Neubau-Szenario Sanierter Altbau-Szenario Betrachtung des Importanteils relevanter Energieträger - Volkswirtschaftliche Effekte Importanteil von elektrischer Energie in Österreich Importanteile von Erdgas und von Heizöl extra leicht in Österreich Importanteil von Pellets in Österreich Zusammenfassende Betrachtung der Importanteile relevanter Energieträger Zusammenfassende Betrachtung der ökologischen, energetischen und ökonomischen Effekte des Heizsystems Wärmepumpe Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Appendix: Emissionsvermeidungskosten für einen sanierten Altbau der Periode Quantifizierung der Jahresgesamtkosten Quantifizierung der Schadstoffemissionen CO 2 e-emissionen NMVOC-Emissionen Staub-Emissionen SO 2 -Emissionen NO x -Emissionen Quantifizierung der Schadstoffemissionen - Zusammenfassende Betrachtung Quantifizierung der Vermeidungskosten Zusammenfassende Betrachtung

5 1 Einleitung 1.1 Ziel und Aufbau der Studie Das Ziel der von der Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz GmbH im Auftrag des Bundesverbandes Wärmepumpe Austria (BWP) durchgeführten Studie Ökologische, energetische und ökonomische Bewertung des Heizsystems Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizsystemen ist die umwelt- und energieökonomische Analyse des Heizsystems Wärmepumpe. Dabei stellt der Vergleich der spezifischen jährlichen Gesamtkosten (Investitionskosten bzw. kapitalgebundene Kosten, Betriebsnebenkosten und Verbrauchskosten) von Referenzheizsystemen der fossilen Energieträger Erdgas und Heizöl extra leicht (im Folgenden als Heizsystem Erdgas und Heizsystem Heizöl extra leicht bezeichnet) mit den Heizsystemen der erneuerbaren Energieträger Pellets (im folgenden als Heizsystem Pellets bezeichnet) und Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe im Bereich der Raumwärme ein zentrales Element dieser Studie dar. Im Bereich der Warmwasseraufbereitung werden die Systeme Elektroboiler, Brauchwasser-Wärmepumpe und Solarthermie betrachtet, sodass schließlich die Fokussierung der Kombination der Verbrauchssegmente Raumwärme und Warmwasser ermöglicht wird. Generell erfolgt in der Analyse eine separate Untersuchung der spezifischen Vermeidungskosten der Schadstoffemissionen des Referenzszenarios eines Einfamilienhauses im Neubau und in der Renovierung. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Ermittlung der Schadstoffemission 1 des jeweiligen Heizsystems 2 unter Berücksichtigung des österreichischen Stromerzeugungsmixes, sodass schließlich eine Untersuchung der spezifischen Schadstoffvermeidungskosten stattfinden kann. Neben der Fokussierung auf Kohlenstoffdioxid(CO 2 )-Äquivalente (CO 2 e) ist zusätzlich die Erfassung von NMVOC (flüchtige organische Verbindungen ohne Methan)-, Staub-, Schwefeldioxid (SO 2 )- und Stickstoffoxid (NO x )-Emissionen ein Bestandteil der Studie. Dabei erfasst die Quantifizierung der Schadstoffeinsparungen sämtliche vorgelagerte Prozesse der Energieträger (z.b. Anlagenbau, Transport, ), sodass ebenfalls Divergenzen in den Schadstoffemissionen der unterschiedlichen Energieträger aufgezeigt werden. 1 Innerhalb der vorliegenden Studie werden zur Vereinfachung CO 2 e-, NMVOC-, Staub-, SO 2 - und NO x -Emissionen als Schadstoff- bzw. Luftschadstoffemissionen aufgefasst. 2 Bezüglich der ökologischen Analyse des Heizsystem Heizöl ist darauf hinzuweisen, dass zum Heizöl extra leicht ökologisch attraktivere Alternativen (Stichwort: Vitatherm) bestehen, welche schwefelfrei sind und geringere SO 2 -Emissionen als herkömmliches Heizöl aufweisen. 5

6 Die Studie beinhaltet zudem eine Analyse der energiepolitischen Relevanz der zu vergleichenden Energieträger hinsichtlich der räumlichen Herkunft der verwendeten Primärenergie und somit eine Analyse der prozentuellen Importanteils des Energieträgers der verschiedenen Heizsysteme. Da sich je nach Menge des importierten Energieträgers negative Effekte auf die heimische Leistungsbilanz ergeben, sind neben den individuellen Veränderungen für den einzelnen Haushalt, welcher eine Umstellung des Heizsystems durchführt, auch zusätzliche volkswirtschaftliche Effekte von Bedeutung. Letztendlich werden jedoch gesamtwirtschaftliche Aspekte innerhalb der Studie betrachtet, sondern eine Kosten-Nutzen-Analyse bezüglich der Schadstoffvermeidung durch den Einsatz von Wärmepumpen-Technologien unter en Rahmenbedingungen vorgenommen. Abschließend wird zusätzlich der Vergleich von spezifischen CO 2 -Vermeidungskosten eines Wärmepumpen-Heizsystems in einem schlecht isolierten Gebäude ( saniertes Althaus der Periode ) und den Heizsystemen Erdgas und Heizöl extra leicht (unter Berücksichtigung der energetischen und ökonomischen Effekte einer Gesamtsanierung) im schlecht isolierten Gebäude vorgenommen. Die Studie gliedert sich wie folgt: Im weiteren Verlauf dieses einleitenden Kapitels werden die zur Analyse genutzten Szenarien, die technischen und ökonomischen Parameter determiniert und Anmerkungen zum erhobenen Datenmaterial vorgenommen. Kapitel 2 widmet sich dem Vergleich der Jahresgesamtkosten. In Kapitel 3 werden die spezifischen Emissionen der Heizsysteme pro Jahr auf Basis der Datenbank GEMIS quantifiziert, sodass in Kapitel 4 der Vergleich der (jährlichen) Emissionsvermeidungskosten der verschiedenen Heizsysteme erfolgen kann. Kapitel 5 umfasst die Darstellung der volkswirtschaftlichen Effekte durch die Analyse des Importanteils des Energieträgers der verschiedenen Heizsysteme. Kapitel 6 fasst die Ergebnisse der Studie zusammen. Der Appendix beinhaltet den Vergleich der Emissionsvermeidungskosten zwischen einem Heizsystem mit Wärmepumpe in einem schlecht isolierten Gebäude ( saniertes Althaus der Periode ) und den Heizsystemen Erdgas und Heizöl extra leicht. 1.2 Definition der betrachteten Szenarien Das zugrunde liegende Referenzszenario dieser Studie stellt ein Einfamilienhaus mit einer Wohnnutzfläche von 145 m 2 mit vier Personen dar, wobei eine separate Untersuchung für einen Neubau und einen sanierten Altbau vorgenommen wird. Innerhalb dieser Ansatzpunkte erfolgt die ökologische, energetische und ökonomische Bewertung des Heizsystems Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizsystemen für die 6

7 Verbrauchssegmente Raumwärme, Warmwasseraufbereitung 3 und der Kombination aus Raumwärme und Warmwasseraufbereitung. Innerhalb des Verbrauchsegmentes Raumwärme werden die Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser- Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe betrachtet. Innerhalb des Verbrauchsegmentes Warmwasser werden die Heizsysteme Elektroboiler, Brauchwasser- Wärmepumpe und Solarthermie analysiert. Letztendlich erfolgt die Untersuchung der gleichzeitigen Generierung von Raumwärme und Warmwasser durch die verschiedenen Kompaktsysteme bzw. Kombinationen von Heizsystemen innerhalb der Verbrauchssegmente Raumwärme und Warmwasser. Zusammenfassend ergeben sich folgende Szenarien innerhalb der Verbrauchssegmente Raumwärme und Warmwasser bzw. der Kombination beider Segmente zur Analyse: Abbildung 1-1: Betrachtete Szenarien innerhalb der Studie Neubau - Erdgas Neubau - Heizöl extra leicht Neubau - Pellets Neubau - Luft/Wasser-WP Neubau - Erdreich/Wasser-WP Neubau - Erdgas gesamt Neubau - Heizöl extra leicht gesamt Neubau - Pellets gesamt Neubau - Luft/Wasser-WP gesamt Neubau - Erdreich/Wasser-WP gesamt Neubau - Erdgas + Elektroboiler Neubau - Heizöl extra leicht + Elektroboiler Neubau - Pellets + Elektroboiler Neubau - Luft/Wasser-WP + Elektroboiler Neubau - Erdreich/Wasser-WP + Elektroboiler Neubau - Erdgas + Brauchwasser-WP Raumwärme sanierter Altbau - Erdgas sanierter Altbau - Heizöl extra leicht sanierter Altbau - Pellets sanierter Altbau - Luft/Wasser-WP sanierter Altbau - Erdreich/Wasser-WP Warmwasser Elektroboiler Brauchwasser-WP Solarthermie Raumwärme + Warmwasser sanierter Altbau - Erdgas gesamt sanierter Altbau - Heizöl extra leicht gesamt sanierter Altbau - Pellets gesamt sanierter Altbau - Luft/Wasser-WP gesamt Sanierter Altbau - Erdreich/Wasser-WP gesamt sanierter Altbau - Erdgas + Elektroboiler sanierter Altbau - Heizöl extra leicht + Elektroboiler sanierter Altbau - Pellets + Elektroboiler sanierter Altbau - Luft/Wasser-WP + Elektroboiler sanierter Altbau - Erdreich/Wasser-WP + Elektroboiler sanierter Altbau - Erdgas + Brauchwasser-WP Neubau - Heizölextraleicht + Brauchwasser-WP sanierter Altbau - Heizöl extra leicht + Brauchwasser-WP Neubau - Pellets + Brauchwasser-WP Neubau - Erdgas + Solarthermie Neubau - Heizöl extra leicht + Solarthermie Neubau - Pellets + Solarthermie Neubau - Luft/Wasser-WP + Solarthermie Neubau - Erdreich/Wasser-WP + Solarthermie Quelle: Eigene Darstellung. sanierter Altbau - Pellets + Brauchwasser-WP sanierter Altbau - Erdgas + Solarthermie sanierter Altbau - Heizöl extra leicht + Solarthermie sanierter Altbau - Pellets + Solarthermie sanierter Altbau - Luft/Wasser-WP + Solarthermie sanierter Altbau - Erdreich/Wasser-WP + Solarthermie 3 Für die Analyse des Verbrauchssegments Warmwasseraufbereitung wird angenommen, dass keine Divergenzen hinsichtlich des Nutzwärmebedarfs für Warmwasser innerhalb der Szenarios Neubau und sanierter Altbau bestehen. 7

8 1.3 Festlegung der technischen und ökonomischen Basisdaten Die allgemeinen technischen Basisdaten bezüglich der Rahmenbedingungen der Szenarien Neubau und sanierter Altbau lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: Tabelle 1-1: Allgemeine technische Basisdaten I - Rahmenbedingungen der Szenarios Technische Basisdaten Zahl Einheit Bruttogeschoßfläche 180 m 2 Nettowohnfläche 145 m 2 Bewohnerdichte 4 P Heizwärmeenergiebedarf Raumwärme pro m 2 Neubau 40 kwh/m 2 p.a. Heizwärmeenergiebedarf Raumwärme pro m 2 sanierter Altbau 80 kwh/m 2 p.a. Heizwärmeenergiebedarf Raumwärme gesamt Neubau kwh p.a. Heizwärmeenergiebedarf Raumwärme gesamt sanierter Altbau kwh p.a. Warmwasserverbrauch pro Person l p.a. Warmwasser-Nutzenergiebedarf kwh p.a. Nutzwärmebedarf (Raumwärme+Warmwasser) Neubau kwh p.a. Nutzwärmebedarf (Raumwärme+Warmwasser) sanierter Altbau kwh p.a. Verteilungsverluste 0 % p.a. Quelle: Eigene Annahmen. Für das Einfamilienwohnhaus mit einer Nettowohnfläche von 145 m 2 werden eine Bruttogeschoßfläche von 180 m 2 und eine Bewohnerdichte von vier Personen angenommen. Die Werte bezüglich des Heizwärmeenergiebedarfs für Raumwärme pro m 2 für den betrachteten Neubau und den sanierten Altbau orientieren sich an extrapolierten Werten und Angaben der Berichte der Oberösterreichischen Wohnbauförderung. Der jährliche Heizwärmeenergiebedarf für das Verbrauchsegment Warmwasser abhängig der Wassermenge und des Temperaturunterschiedes berechnet sich als WE/a = (WM/a TD cp)/3.600, wobei WE/a den jährlichen Wärmeenergiebedarf, WM/a die jährliche Warmwassermenge der betrachteten Bewohnerdichte, TD die Differenz zwischen Kaltwasser und Betriebstemperatur und cp ( 4,14) den spezifischen Wärmeinhalt von flüssigem Wasser 4 in kj/(kg K) darstellen. Die Warmwasseraufbereitung erfolgt von 12 C auf 50 C, so dass TD einem Wert von 38 C gleichsteht. Es ist darauf hinzuweisen, dass Zirkulationsverluste berücksichtigt werden. Da Verteilersysteme der einzelnen Heizsysteme innerhalb der Studie vernachlässigt werden, sind mögliche Verteilungsverluste auf 0% gesetzt. Die Nutzungsgrade der Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets bzw. die Jahreskennzahlen der Heizsysteme Luft/Wasser- Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe sind innerhalb der Studie folgendermaßen festgelegt: 4 Der Vollständigkeit halber soll hier angemerkt werden, dass das Gewicht von Wasser gleichbleibend mit 1 kg/l angenommen wird. 8

9 Tabelle 1-2: Allgemeine technische Basisdaten II - Nutzungsgrade/Jahreskennzahlen der verschiedenen Systeme Szenario / Heizsystem Raumwärme Jahresnutzungsgrad in %, Jahreskennzahl für Wärmepumpen Neubau Erdgas a 95 % Neubau Heizöl extra leicht a 90 % Neubau - Pellets a 85 % Neubau - Luft/Wasser-WP b 3,5 Neubau - Erdreich/Wasser-WP b 4,0 sanierter Altbau - Erdgas a 95 % sanierter Altbau - Heizöl extra leicht a 90 % sanierter Altbau - Pellets a 85 % sanierter Altbau - Luft/Wasser-WP b 3,0 sanierter Altbau - Erdreich/Wasser-WP b 3,5 Warmwasser Elektroboiler a 95 % Brauchwasser-WP b 3,5 Solarthermie a, c 100 % Raumwärme + Warmwasser Neubau - Erdgas a 90 % Neubau Heizöl extra leicht a 85 % Neubau - Pellets a 80 % Neubau - Luft/Wasser-WP b 3,3 Neubau - Erdreich/Wasser-WP b 3,8 sanierter Altbau - Erdgas a 90 % sanierter Altbau - Heizöl extra leicht a 85 % sanierter Altbau - Pellets a 80 % sanierter Altbau - Luft/Wasser-WP b 2,8 sanierter Altbau - Erdreich/Wasser-WP b 3,3 a b c Dieser Wert ist als Durchschnittswert basierend auf einer Internetrecherche hinsichtlich des Jahresenergiebedarfs von Heizungen und Warmwasseraufbereitung ( einschlägiger Literatur bezüglich der Heizungs- und Klimatechnik (Recknagel, H., Sprenger, E., Schramek, E. (2007) Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Oldenbourg Industrieverlag, 73. Auflage, München.) und in Anpassung zu den vorgeschlagenen Werten der GEMIS-Datenbank (vgl. Kapitel 3) zu verstehen. Dieser Wert gemäß European Heat Pump Action Plan 2008 ( wurde vom BWP bereitgestellt. Die betrachteten Wärmepumpen-Systeme sind Ochsner-Type GMLW9 (Luft/Wasser-Wärmepumpe, Neubau), Ochsner-Type GMDW 8Plus (Erdreich/Wasser-Wärmepumpe, Neubau), Ochsner-Type GMLW 14Plus (Luft/Wasser-Wärmepumpe, sanierter Altbau), Ochsner-Type GMDW 15Plus (Erdreich/Wasser-Wärmepumpe, sanierter Altbau) und Ochsner-Type Europa 303 (Brauchwasser-Wärmepumpe). Für die Wärmepumpen- Kompaktsysteme mit integrierter Warmwasseraufbereitung reduziert sich die Jahresarbeitszahl gemäß oberösterreichischer Wohnbauförderung für die Nutzung erneuerbarer Energien um 0,2. Die Jahreskennzahl der Brauchwasser-Wärmepumpe sind nach Normzyklus EN im Wärmepumpen-Testzentrum WPZ ( gemessen. Für das System Solarthermie wird von einem Jahresdeckungsgrad von 70% ausgegangen. Im Verbrauchssegment Warmwasser werden die restlichen 30% durch das System Elektroboiler generiert, wobei für das Verbrauchssegment Raumwärme und Warmwasser die restlichen 30% durch die Heizsysteme der Raumwärmegenerierung getragen werden. Quelle: Eigene Darstellung basierend auf der innerhalb der Studie getroffenen Annahmen. 9

10 Die allgemeinen ökonomischen Basisdaten werden folgendermaßen : Tabelle 1-3: Allgemeine ökonomische Basisdaten Wirtschaftliche Basisdaten Zahl Einheit Kalkulationszinssatz a 5 % Instandsetzungskosten der Investition a 1 % Preis Erdgas (inkl. MwSt) b 0,071 /kwh Preis Heizöl extra leicht (inkl. MwSt) c 0,059 /kwh Preis Pellets (inkl. MwSt) d 0,041 /kwh Strompreis für System Elektroboiler (inkl. MwSt) a 0,17 /kwh Tagstrompreis (Anteil Tagstrom = 60%) e 0,142 /kwh Nachtstrompreis (Anteil Nachtstrom = 40%) e 0,105 /kwh Strompreis Mischtarif für System Wärmepumpe e 0,1272 /kwh a Dieser Wert basiert auf eigenen Annahmen. b Dieser Wert basiert auf Berechnungen des Erdgas-Preis-Rechners der ErdgasOÖ, (Zugriff: ). c Dieser Wert basiert auf Angaben des BmWfj (Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend), (Stand: ) und (Stand: ). d e Dieser Wert basiert auf Angaben von propellets Austria (Stand: ) und (Stand ). Dieser Wert wurde vom BWP angegeben. Quelle: Eigene Darstellung basierend auf innerhalb der Studie getroffener Annahmen. 10

11 2 Jahresgesamtkostenvergleich der Heizsysteme Innerhalb der vorliegenden Studie stellt neben der ökologischen Analyse der betrachteten Heizsysteme die dynamische Analyse der Jahresgesamtkosten ein wesentliches Kriterium zur Bestimmung der Vermeidungskosten dar. 5 Die hier angewandte Jahresgesamtkostenbestimmung orientiert sich an der Wirtschaftlichkeitsberechnung in Anlehnung an die VDI-Richtlinie Infolgedessen unterteilen sich die Kosten in kapitalgebundene Kosten 6 (jährliche Investitionskosten), Betriebsnebenkosten, Verbrauchskosten. 7 Ferner werden für die folgenden Berechnungen innerhalb der Bestimmung der Verbrauchskosten die Kosten des Messentgeltes und innerhalb der Bestimmung der Betriebsnebenkosten die Stromkosten für Nebenanlagen und eine Monetarisierung der Eigenleistung zur Rechnungs- und Heizungskontrolle vernachlässigt. Weiters werden innerhalb der Analyse die Kosten bezüglich des Raumbedarfes der Anlagen und der Verteilersysteme betrachtet. Förderungen sowie sonstige Kosten (beispielsweise Versicherungen, Verwaltungskosten) werden ebenfalls in die Analyse inkludiert. Da künftige relative Preisänderungen schwer zu prognostizieren sind, erfolgt die Berechnung in konstanten Preisen, wobei ein Kalkulationszinssatz von 5 % und verschiedene Nutzungsdauern der einzelnen Systemkomponenten berücksichtigt werden. Die Verbrauchskosten, die Jahresgesamtkosten sowie die relativen Kostenunterschiede der 5 Dabei lassen sich allgemein Verfahren zur (jährlichen) Gesamtkostenberechnung in statische und dynamische Verfahren einteilen. Es stellt sich die dynamische Betrachtung oftmals als aufwendiger im Vergleich zu statischen Verfahren heraus, führt jedoch bei längeren und unterschiedlichen Nutzungsdauern von Anlagen zu sinnvolleren Ergebnissen. 6 Für die Berechnung der kapitalgebundenen Kosten wurden zunächst für alle Anlagenkomponenten der Heizsysteme die Investitionskosten und die Nutzungsdauer und Instandsetzungskosten per Annahme vernachlässigt. Basierend darauf wurde die Annuität der kapitalgebundenen Kosten berechnet. Demnach wurden durch die Zurechnung der Kapitalkosten nach der betriebswirtschaftlich üblichen Vorgehensweise die Abschreibungen und die auf Investitionsgut entfallenden Zinsen als kapitalgebundene Kosten angesetzt. Bei dem hier angewandten Verfahren gemäß VDI 2067 werden die jährlichen Ausgaben für das Investitionsobjekt (Kapitaldienst) den kapitalgebundenen Kosten der Investition gleichgesetzt. 7 Die verwendeten Werte für die Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Elektroboiler und Solarthermie sind aufgrund deutlicher Streuungen hinsichtlich der im Internet recherchierten Preisangaben (z.b. (Stand: )) bzw. der Preisangaben von Installateuren im oberösterreichischen Zentralraum bei Telefonanfrage (Stand: ) als gerundete Durchschnittswerte zu verstehen. Gleiches gilt für die angenommenen Lebensdauern der Systemkomponenten, deren Ausgangswerte sich an den Angaben einschlägiger Literatur (Recknagel, H., Sprenger, E., Schramek, E. (2007) Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Oldenbourg Industrieverlag, 73. Auflage, München) orientieren. Alle Werte bezüglich der Kosten und der Lebensdauer der Systeme Luft/Wasser- Wärmepumpe, Erdreich/Wasser-Wärmepumpe und Brauchwasser-Wärmepumpe basieren auf Angaben des BWP (vgl. Kapitel 1.3). 11

12 einzelnen Systeme bezüglich Erdgas und Heizöl extra leicht sind als gerundete Werte zu verstehen. 2.1 Verbrauchssegment Raumwärme Im Folgenden werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe für die Szenarien Neubau und sanierter Altbau für das Verbrauchssegment Raumwärme für ein Einfamilienhaus unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt Neubau-Szenario In Abbildung 2-1 und Tabelle 2-1 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe für das Szenario Neubau unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. Abbildung 2-1: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme - Raumwärme - Neubau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Erdgas Pellets Luft/Wasser-WP Heizöl extra leicht Erdreich/Wasser-WP Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Für das Verbrauchssegment Raumwärme im Szenario Neubau ergeben sich für das System Luft/Wasser-Wärmepumpe, gefolgt von dem System Pellets, die höchsten jährlichen Investitionskosten, wobei das Heizsystem Erdgas die niedrigsten Investitionskosten aufweist. Bezüglich der jährlichen Verbrauchs- und Betriebsnebenkosten sind die Wärmepumpen- Systeme den Heizsystemen Erdgas, Heizöl extra leicht und Pellets vorzuziehen. Die 12

13 Erdgas Heizöl e.l. Pellets höchsten Verbrauchskosten ergeben sich für das System Erdgas, wobei sich die niedrigsten Verbrauchskosten für das System Erdreich/Wasser-Wärmepumpe ergeben. Gesamtjährlich betrachtet erscheint das System Erdreich/Wasser-Wärmepumpe am wirtschaftlichsten. Die höchsten Jahresgesamtkosten weist das System Pellets auf. Relativ betrachtet erscheint, bezogen auf das Heizsystem Erdgas, nur der Ersatz durch das Heizsystem Erdreich/Wasser-Wärmepumpe lohnend, wobei sich bezüglich des Heizsystems Heizöl extra leicht aus wirtschaftlicher Sicht der Austausch durch die Heizsysteme Erdreich/Wasser- Wärmepumpe, Erdgas und Luft/Wasser-Wärmepumpe anbietet. Tabelle 2-1: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Neubau - Raumwärme Luft/Wasser- WP Erdreich/Wasser- WP Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Jahresgesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten (Basis = Erdgas) Relative Gesamtkosten (Basis = Heizöl) 100% 125% 135% 119% 95% 80% 100% 108% 95% 75% * gerundete Werte Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen Sanierter Altbau-Szenario In Abbildung 2-2 und Tabelle 2-2 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe für das Szenario sanierter Altbau unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. Für das Verbrauchssegment Raumwärme im Szenario sanierter Altbau ergeben sich für die Systeme Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe die höchsten jährlichen Investitionskosten, wobei das Heizsystem Erdgas (analog zum Szenario Neubau) die niedrigsten Investitionskosten aufweist. Bezüglich der jährlichen Verbrauchsund Betriebsnebenkosten sind die Wärmepumpen-Systeme den Heizsystemen Erdgas, Heizöl extra leicht und Pellets (analog zum Szenario Neubau) vorzuziehen. Die höchsten Verbrauchskosten ergeben sich für das System Erdgas, wobei sich die niedrigsten Kosten für das System Erdreich/Wasser-Wärmepumpe ergeben. Gesamt betrachtet erscheint bezüglich der Jahresgesamtkosten das System Erdgas am wirtschaftlichsten. Die höchsten Jahresgesamtkosten weist das System Heizöl extra leicht auf. Relativ betrachtet erscheint, 13

14 bezogen auf das Heizsystem Erdgas, der Ersatz durch kein Heizsystem lohnend, wobei sich bezüglich des Heizsystems Heizöl extra leicht aus wirtschaftlicher Sicht der Austausch durch die Heizsysteme Erdgas, Erdreich/Wasser- und Luft/Wasser-Wärmepumpe anbietet. Abbildung 2-2: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme - Raumwärme - sanierter Altbau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Erdgas Pellets Luft/Wasser-WP Heizöl extra leicht Erdreich/Wasser-WP Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Tabelle 2-2: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im sanierten Altbau - Raumwärme Erdgas Heizöl e.l. Pellets Luft/Wasser- WP Erdreich/Wasser- WP Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Gesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten (Basis = Erdgas) Relative Gesamtkosten (Basis = Heizöl) *gerundete Werte 100% 117% 116% 121% 107% 85% 100% 99% 103% 91% Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. 14

15 2.2 Verbrauchssegment Warmwasser Innerhalb des Verbrauchssegments Warmwasser erfolgt die Betrachtung der Systeme Elektroboiler, Brauchwasser-Wärmepumpe und Solarthermie. Bei der Betrachtung der Systeme Elektroboiler 8, Brauchwasser-Wärmepumpe und Solarthermie 9 des Verbrauchsegments Warmwasser werden Betriebsnebenkosten aufgrund fehlender Information vernachlässigt, so dass sich die Betrachtung auf Verbrauchskosten sowie Investitionskosten der einzelnen Systeme beschränkt. Die Untersuchung erfolgt unter der Annahme, dass sich der Warmwasser-Heizwärmeenergiebedarf innerhalb der Szenarien Neubau und sanierter Altbau unterscheidet, simultan für beide Szenarien. Analog zu Kapitel 2.1 sind die Verbrauchs- und Jahresgesamtkosten sowie die relativen Jahresgesamtkosten als gerundete Werte zu verstehen. In Abbildung 2-3 und Tabelle 2-3 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Elektroboiler, Brauchwasser-Wärmepumpe und Solarthermie innerhalb des Verbrauchsegments Warmwasser für ein Einfamilienhaus unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. Bei der Betrachtung der Jahresgesamtkosten der verschiedenen Systeme zur Warmwasseraufbereitung wird basierend auf einer rein ökonomischen Analyse die Präferenz hinsichtlich des Systems Brauchwasser-Wärmepumpe deutlich. Hinsichtlich der Jahresgesamtkosten ist an zweiter Stelle das System Elektroboiler einzuordnen, wobei das System Solarthermie aufgrund der höchsten Investitionskosten auf den letzten Platz fällt. 8 Für das Verbrauchssegment Warmwasser wird unter dem System Elektroboiler ein zentraler Elektrostandspeicher zur Warmwasseraufbereitung mit einem Speicher zwischen 300 und 500 l verstanden. Die kapitalgebundenen Kosten berechnen sich aus Durchschnittswerten auf Basis von Angaben unter 9 Für die Bestimmung der Jahresgesamtkosten des Systems Solarthermie wurden gerundete Durchschnittspreise von Indach- und Aufdach-Großflächenkollektorsets der Fläche von ca. 6 m 2 Kollektorfläche verwendet (siehe z.b. SOLution Solartechnik). Die Preise verstehen sich inklusive Montage des Kollektors und der Blecheinfassung. Um dem innerhalb von GEMIS verwendeten Nutzungsgrad von 100% (vgl. Kapitel 3) gerecht zu werden, wird innerhalb der kapitalgebundenen Kosten des Systems Solarthermie ein zusätzlicher Alu-Großflächenkollektor von ca. 2 m 2 mit Kosten von 700 berücksichtigt. Der Jahresdeckungsgrad wird basierend auf Angaben des oberösterreichischen Energiesparverbandes auf 70% gesetzt. Als zusätzliches System zur Abdeckung des gesamten jährlichen Warmwasser-Nutzenergiebedarfs wird das oben betrachtete System Elektroboiler unter den en technischen Basisdaten betrachtet. 15

16 Abbildung 2-3: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme zur Warmwasseraufbereitung Euro Verbrauchskosten Investitionskosten Elektroboiler Brauchwasser-WP Solarthermie Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Tabelle 2-3: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Neubau/sanierter Altbau - Warmwasser Elektroboiler Brauchwasser-WP Solarthermie Verbrauchskosten [ ] Investitionskosten + Instandsetzungskosten [ ] Jahresgesamtkosten [ ]* *gerundete Werte Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. 2.3 Kombination der Verbrauchsegmente Raumwärme und Warmwasser Im Folgenden werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe für die Szenarien Neubau und sanierter Altbau im Verbrauchssegment Raumwärme in Kombination mit den Systemen im Verbrauchssegment Warmwasser Elektroboiler, Brauchwasser-Wärmepumpe und Solarthermie unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. Für 16

17 die Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe erfolgt zudem die Analyse der Jahresgesamtkosten bezüglich der gleichzeitigen Anwendung in den Verbrauchssegmenten Raumwärme und Warmwasser Neubau-Szenario Raumwärme und Warmwasseraufbereitung durch Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser- und Erdreichwasser-Wärmepumpe Zusammenfassend und auf den in Kapitel 1 und 2 getroffenen Annahmen basierend ergeben sich bei der Betrachtung der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser- Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe zur Raumwärme- und Warmwassergenerierung im Neubau-Szenario die in Abbildung 2-4 und Tabelle 2-4 aufgezeigten jährlichen Gesamtkosten. Gesamt betrachtet ergibt sich die Präferenz für das System Erdreich/Wasser-Wärmepumpe, gefolgt von den Systemen Erdgas und Luft/Wasser- Wärmepumpe. Generell weisen die Wärmepumpensysteme die niedrigsten Verbrauchs- und Betriebsnebenkosten auf, wobei jedoch das System Luft/Wasser-Wärmepumpe die höchsten Investitionskosten impliziert. Abbildung 2-4: Jahresgesamtkosten der Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe im Verbrauchssegment Raumwärme und Warmwasseraufbereitung - Neubau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Erdgas Pellets Luft/Wasser-WP Heizöl extra leicht Erdreich/Wasser-WP Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen und Angaben des BWP. 17

18 Tabelle 2-4: Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser- Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe im Verbrauchssegment Raumwärme und Warmwasseraufbereitung - Neubau Erdgas Heizöl e.l. Pellets Luft/Wasser- WP Erdreich/Wasser- WP Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Gesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten* (Basis = Erdgas RW+WW) Relative Gesamtkosten* (Basis = Heizöl e.l. RW+WW) 100% 119% 123% 116% 91% 84% 100% 104% 98% 77% * gerundete Werte Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen und Angaben des BWP Warmwasseraufbereitung durch Elektroboiler In Abbildung 2-5 und Tabelle 2-5 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe innerhalb des Verbrauchsegments Raumwärme in Kombination mit dem System Elektroboiler zur Generierung von Warmwasser unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. Bezüglich der Investitionskosten stellt das System Erdgas in Verbindung eines Elektroboilers zur Warmwasser-Aufbereitung die ökonomisch sinnvollste Variante dar. Aufgrund geringerer Verbrauchs- und Betriebsnebenkosten ist jedoch hinsichtlich der Jahresgesamtkosten die Kombination der Systeme Erdreich/Wasser-Wärmepumpe und Elektroboiler zu bevorzugen. Bezüglich der Raumwärme- und Warmwassergenerierung durch Heizöl extra leicht (vgl. Kapitel ) erscheint relativ betrachtet die Nutzung der Kombinationen Erdreich/Wasser- Wärmepumpe und Elektroboiler, gefolgt von der Kombination Erdgas und Elektroboiler, ökonomisch am attraktivsten. 18

19 Abbildung 2-5: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch einen Elektroboiler - Neubau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Heizöl e. l. + Elektroboiler Erdgas + Elektroboiler Pellets + Elektroboiler Erdreich/Wasser-WP + Elektroboiler Luft/Wasser-WP + Elektroboiler Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Tabelle 2-5: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch einen Elektroboiler - Neubau Erdgas Heizöl e.l. Pellets Luft/Wasser- WP Erdreich/Wasser- WP Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Gesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten (Basis = Erdgas RW + WW) Relative Gesamtkosten (Basis = Heizöl e.l. RW + WW) 116% 136% 144% 131% 111% 97% 115% 110% 110% 94% *gerundete Werte Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. 19

20 Warmwasseraufbereitung durch Brauchwasser-Wärmepumpe In Abbildung 2-6 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht und Pellets innerhalb des Verbrauchsegments Raumwärme in Kombination mit dem System Brauchwasser-Wärmepumpe zur Generierung von Warmwasser unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. 10 Abbildung 2-6: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch eine Brauchwasser-Wärmepumpe - Neubau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Erdgas + Brauchwasser-WP Heizöl e. l. + Brauchwasser-WP Pellets + Brauchwasser-WP Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Bezüglich der Investitionskosten sowie der Betriebskosten stellt das System Erdgas in Verbindung einer Brauchwasser-Wärmepumpe zur Warmwasser-Aufbereitung die ökonomisch sinnvollste Variante dar. Die niedrigsten Verbrauchskosten werden durch die Kombination der Heizsysteme Pellets zur Raumwärmeerzeugung und Brauchwasser- Wärmepumpe zur Warmwasseraufbereitung generiert, wobei diese Kombination aufgrund der höchsten Investitionskosten die höchsten Gesamtjahreskosten aufweist. Bezüglich der Raumwärme- und Warmwassergenerierung durch Erdgas (vgl. Kapitel ) und Heizöl extra leicht (vgl. Kapitel ) erscheint relativ betrachtet die Nutzung der Kombinationen Erdgas und Brauchwasser-Wärmepumpe ökonomisch am sinnvollsten. 10 Die Kombinationen der Heizsysteme aus Luft/Wasser- und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe zur Generierung von Raumwärme und Brauchwasser-Wärmepumpe zur Warmwasseraufbereitung werden innerhalb der Analyse vernachlässigt, da per Annahme diese Kombinationen durch Kompaktsysteme zur Nutzung innerhalb beider Verbrauchssegmente ersetzt werden würden. 20

21 Tabelle 2-6: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch eine Brauchwasser-Wärmepumpe - Neubau Erdgas Heizöl e.l. Pellets Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Gesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten (Basis = Erdgas RW + WW) 98% 119% 126% Relative Gesamtkosten (Basis = Heizöl e.l. RW + WW) * gerundete Werte 83% 100% 106% Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen Warmwasseraufbereitung durch Solarthermie In Abbildung 2-7 und Tabelle 2-7 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe innerhalb des Verbrauchsegments Raumwärme in Kombination mit dem System Solarthermie zur Generierung von Warmwasser unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. Bezüglich der Investitionskosten stellt das System Erdreich/Wasser-Wärmepumpe in Verbindung mit dem System Solarthermie zur Warmwasseraufbereitung die ökonomisch sinnvollste Variante dar. Signifikante Einsparungen hinsichtlich der jährlichen Verbrauchskosten werden durch die Nutzung der Heizsysteme Luft/Wasser- und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe in Kombination mit dem System Solarthermie zur Warmwasseraufbereitung erzielt. Aufgrund geringerer Verbrauchs- und Betriebsnebenkosten ist jedoch hinsichtlich der Jahresgesamtkosten die Kombination der Systeme Erdreich/Wasser-Wärmepumpe und Solarthermie zu bevorzugen. Bezüglich der Raumwärme- und Warmwassergenerierung durch Heizöl extra leicht (vgl. Kapitel ) erscheint relativ betrachtet die Nutzung der Kombinationen Erdreich/Wasser-Wärmepumpe und Solarthermie zur Warmwasseraufbereitung ökonomisch am attraktivsten. 21

22 Abbildung 2-7: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch Solarthermie - Neubau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Erdgas + Solarthermie Pellets + Solarthermie Heizöl e. l. + Solarthermie Erdreich/Wasser-WP + Solarthermie Luft/Wasser-WP + Solarthermie Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Tabelle 2-7: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch Solarthermie - Neubau Erdgas Heizöl e.l. Pellets Luft/Wasser- WP Erdreich/Wasser- WP Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Gesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten (Basis = Erdgas RW + WW) Relative Gesamtkosten (Basis = Heizöl e.l. RW + WW) 117% 137% 143% 130% 110% 98% 115% 121% 110% 93% *gerundete Werte Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. 22

23 2.3.2 Sanierter Altbau-Szenario Im Folgenden werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe für das Szenario sanierter Altbau im Verbrauchssegment Raumwärme in Kombination mit den Systemen im Verbrauchssegment Warmwasser Elektroboiler, Brauchwasser-Wärmepumpe und Solarthermie unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. Für die Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe erfolgt zudem die Analyse der Jahresgesamtkosten bezüglich der gleichzeitigen Anwendung in den Verbrauchssegmenten Raumwärme und Warmwasser Raumwärme und Warmwasseraufbereitung durch Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser- Wärmepumpe Zusammenfassend und auf den in Kapitel 1 und 2 getroffenen Annahmen basierend ergeben sich bei der Betrachtung der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser- Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe zur Raumwärme- und Warmwassergenerierung im Sanierter Altbau-Szenario die in Abbildung 2-8 und Tabelle 2-8 aufgezeigten jährlichen Gesamtkosten. Abbildung 2-8: Jahresgesamtkosten der Heizsysteme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe im Verbrauchssegment Raumwärme und Warmwasseraufbereitung - sanierter Altbau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Erdgas Pellets Luft/Wasser-WP Heizöl extra leicht Erdreich/Wasser-WP Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. 23

24 Gesamt betrachtet ergibt sich die Präferenz für das System Erdreich/Wasser-Wärmepumpe, gefolgt von den Systemen Erdgas und Pellets. Generell weisen die Wärmepumpensysteme die niedrigsten Verbrauchs- und Betriebsnebenkosten auf, wobei jedoch das System Luft/Wasser-Wärmepumpe die höchsten Investitionskosten impliziert. Tabelle 2-8: Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser- Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe im Verbrauchssegment Raumwärme und Warmwasseraufbereitung - sanierter Altbau Erdgas Heizöl e.l. Pellets Luft/Wasser- WP Erdreich/Wasser- WP Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Gesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten* (Basis = Erdgas RW+WW) Relative Gesamtkosten* (Basis = Heizöl e.l. RW+WW) 100% 113% 110% 119% 102% 88% 100% 97% 105% 90% * gerundete Werte Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen und Angaben des BWP Warmwasseraufbereitung durch Elektroboiler In Abbildung 2-9 und Tabelle 2-9 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht, Pellets, Luft/Wasser-Wärmepumpe und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe innerhalb des Verbrauchsegments Raumwärme in Kombination mit dem System Elektroboiler zur Generierung von Warmwasser unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen für das Szenario sanierter Altbau dargestellt. Bezüglich der Gesamtjahreskosten stellt das System Erdgas in Verbindung eines Elektroboilers zur Warmwasseraufbereitung die ökonomisch sinnvollste Variante dar. Bezüglich der Raumwärme- und Warmwassergenerierung durch Heizöl extra leicht (vgl. Kapitel ) erscheint relativ betrachtet, die Nutzung der Kombination Erdgas und Elektroboiler ökonomisch am attraktivsten. 24

25 Abbildung 2-9: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch einen Elektroboiler - sanierter Altbau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Heizöl e. l. + Elektroboiler Erdgas + Elektroboiler Pellets + Elektroboiler Erdreich/Wasser-WP + Elektroboiler Luft/Wasser-WP + Elektroboiler Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Tabelle 2-9: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch einen Elektroboiler - sanierter Altbau Erdgas Heizöl e.l. Pellets Luft/Wasser- WP Erdreich/Wasser- WP Verbrauchskosten [ ] Betriebsnebenkosten [ ]* Investitionskosten [ ] Gesamtkosten [ ]* Relative Gesamtkosten (Basis = Erdgas RW + WW) Relative Gesamtkosten (Basis = Heizöl e.l. RW + WW) 111% 125% 124% 128% 116% 98% 111% 110% 113% 103% *gerundete Werte Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. 25

26 Warmwasseraufbereitung durch Brauchwasser-Wärmepumpe In Abbildung 2-10 und Tabelle 2-10 werden die Jahresgesamtkosten der Systeme Erdgas, Heizöl extra leicht und Pellets innerhalb des Verbrauchsegments Raumwärme in Kombination mit dem System Brauchwasser-Wärmepumpe zur Generierung von Warmwasser unter den in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen dargestellt. 11 Abbildung 2-10: Jahresgesamtkosten verschiedener Heizsysteme im Verbrauchssegment Raumwärme unter der Berücksichtigung der Warmwasseraufbereitung durch eine Brauchwasser-Wärmepumpe - sanierter Altbau Euro Verbrauchskosten Betriebsnebenkosten Investitionskosten Erdgas + Brauchwasser-WP Heizöl e. l. + Brauchwasser-WP Pellets + Brauchwasser-WP Quelle: Eigene Berechnung auf Basis der in Kapitel 1 und Kapitel 2 getroffenen Annahmen. Bezüglich der Investitionskosten sowie der Betriebsnebenkosten stellt das System Erdgas in Verbindung einer Brauchwasser-Wärmepumpe zur Warmwasseraufbereitung die ökonomisch sinnvollste Variante (analog zu Kapitel ) dar. Die niedrigsten Verbrauchskosten werden durch die Kombination der Heizsysteme Pellets zur Raumwärmegenerierung und Brauchwasser-Wärmepumpe zur Warmwasser-Aufbereitung generiert. Bezüglich der Raumwärme- und Warmwassergenerierung durch Erdgas (vgl. Kapitel ) und Heizöl extra leicht (vgl. Kapitel ) erscheint relativ betrachtet die Nutzung der Kombinationen Erdgas und Brauchwasser-Wärmepumpe ökonomisch am sinnvollsten. 11 Die Kombinationen der Heizsysteme aus Luft/Wasser- und Erdreich/Wasser-Wärmepumpe zur Generierung von Raumwärme und Brauchwasser-Wärmepumpe zur Warmwasser-Aufbereitung werden innerhalb der Analyse analog zu Kapitel vernachlässigt, da diese Kombinationen durch Kompaktsysteme zur Nutzung innerhalb beider Verbrauchssegmente ersetzt werden würden. 26